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  • 英飞凌与上汽合力制造电动汽车功率模块 计划2018下半年批量生产

    英飞凌与上汽合力制造电动汽车功率模块 计划2018下半年批量生产

    上海汽车集团股份有限公司(以下简称“上汽集团”)和英飞凌科技股份公司(以下简称“英飞凌”)今日宣布成立合资企业,为中国充满活力的电动汽车市场制造功率模块。上汽集团持股51%,英飞凌持股49%。合资公司命名为“上汽英飞凌汽车功率半导体(上海)有限公司”,总部设在上海,生产基地位于英飞凌无锡工厂扩建项目内,计划在2018下半年开始批量生产。 上汽英飞凌汽车功率半导体(上海)有限公司开业仪式 “通过提供先进的半导体解决方案,英飞凌在全球主要电动汽车市场均占据领先地位。其中包括充满活力的中国市场,它已成为世界上最大的且增长最快的混合动力与纯电动汽车市场。”在无锡举办的新合资企业开幕仪式上,英飞凌管理委员会成员,负责公司业务运营的JochenHanebeck先生表示:“英飞凌与中国最大的汽车制造商——上汽集团联袂携手,将进一步巩固和增强我们的市场地位、扩充产能,从而满足迅速增长的市场需求。同时,凭借为中国电动汽车行业需求量身定制的产品,我们将共同拓展更多业务,并且更加快速地服务中国的电动汽车客户。” 英飞凌管理委员会成员、负责公司业务运营的JochenHanebeck先生致辞 上汽集团总裁陈志鑫表示:“对此次合作我们感到非常高兴,也非常有信心。英飞凌在汽车功率模块领域声誉卓著,相信英飞凌先进的功率模块解决方案将与我们在电动汽车整车和系统领域专业技术完美融合。电动汽车不仅能为客户提供极高的便利性和无与伦比的驾驶体验,还能有效缓解能源和环境压力,推动汽车产业可持续发展。希望双方以合资公司的成立为基石,各施所长不断创新,携手并进共创发展新蓝图。“ 上汽集团总裁陈志鑫先生致辞 上汽集团与英飞凌的该合资公司将为中国电动汽车市场提供功率解决方案,旨在为中国境内新能源产业链的客户提供更加便捷、更加优质的服务和体验。此外,英飞凌还将继续独立服务于其它市场。合资公司主要为中国市场生产汽车级框架式IGBT模块——HybridPACKTM。2006年,英飞凌推出HybridPACKTM家族中的第一代汽车级框架式IGBT模块,目前它已被广泛用于世界各地的插电式混合动力和纯电动汽车中。该产品家族的灵活性和可靠性有助于客户优化系统设计、提高性价比、并缩短产品研发和投产时间。 根据中国汽车工业协会的统计,2017年,中国的插电式混合动力和纯电动汽车产量为79.4万辆。据市场调研公司IHS Markit*最新预测:至2020年,中国的插电式混合动力和纯电动汽车产量将达到200万辆,2024年将达到430万辆——约占全球预期总需求量的45%。

    时间:2020-07-23 关键词: 英飞凌 功率器件 上汽

  • 半导体产业链九大厂商推进IPO,全面屏手机面板 Q1渗透率逾4成

    半导体产业链九大厂商推进IPO,全面屏手机面板 Q1渗透率逾4成

    1、华润微电子原法务总监王颀投案 2018年6月17日,在中央反腐败协调小组国际追逃追赃工作办公室统筹协调下,经中央有关部门和江苏、江西省纪委监委扎实工作,涉嫌职务犯罪的红通人员王颀被迫投案。这是6月6日中央追逃办对外发布《关于部分外逃人员有关线索的公告》后,首名投案的外逃人员。王颀,男,1974年出生,华润微电子有限公司原法务部总监,涉嫌职务侵占罪,于2013年2月外逃新加坡。 某点评:这些财务犯罪的外逃人员即使跑到海外也很难。 2、半导体产业链九大厂商推进IPO,上海博通和卓胜微备受关注 某网消息,截至今年6月初,中国证监会受理首发及发行存托凭证企业310家,其中,已过会28家,未过会282家。未过会企业中正常待审企业275家,中止审查企业7家。据某网不完全统计,在这310家企业中涵盖半导体产业链共9家厂商已经过会或是正在推进IPO,将有望在主板、中小板以及创业板上市。 某点评:除了已经提交材料的这些厂商,还有不少在筹划之中。 3、存储器市况两样情!DRAM报平安 NAND拼反弹 目前存储器市况呈现两样情,DRAM持续稳健发展,价格平稳或小涨;NAND Flash则因供过于求,价格缓跌。外界预期DRAM市场第3季将可喜迎旺季,而NAND Flash市场价格也可稍有反弹。 某点评:DRAM与Flash经过多轮涨价已经处于高位。 4、高通再次延长对恩智浦收购要约 或再提高报价 某网6月15日报道(记者 张轶群)今日,高通宣布,再次延长其对于收购恩智浦在外流通股票的现金收购要约日期。在中国监管机构迟迟未予以放行的情况下,高通还需要尽最大的努力争取说服恩智浦的股东接受此次交易,这其中,并不排除通过再次提高收购报价的方式。根据高通与恩智浦的最新协议,完成此次交易取决于两方面的条件。一是要通过全球监管机构范围内的审批,另一个是需要高通现金收购流通在外的70%的恩智浦股票。而最终交易完成的时间节点为7月25日。 某点评:高通收购NXP已经与中美贸易战紧紧的连在一起。 5、功率器件市场迎来洗牌潮,国内一批MOSFET厂商将加速倒闭 “所有功率器件都在涨价,其中电容领涨,MOSFET、IGBT、二极管等都在持续跟进涨价潮。”业内人士向某网记者表示,自去年以来,电容涨幅超过十几倍,MOS、IGBT整体涨幅超过40%,未来很长一段时间功率器件涨价依旧坚挺。更严峻的是,在上游晶圆产能持续紧张的现况下,供不应求的产能只会去保大客户,中小客户很难拿到单,生存压力很大。整个功率器件市场随之开始“洗牌”,国内尤其是华南地区很多小厂商正加速倒闭。 某点评:功率器件火爆也是这两年各地方政府扩建晶圆厂的主要动力之一。 6、全面屏手机面板 Q1渗透率逾4成 全面屏今年加速增长,如今全面屏在大陆手机品牌中已经成为新机标准配置,另外异形切割也快速普及。反映在面板厂商的出货产品结构上,根据群智咨询(Sigmaintell)调查,今年第一季度全球智能手机面板出货接近4.2亿片,其中全面屏面板出货数量1.8亿片,渗透率超过40%,接下来渗透率还会提升。 某点评:像vivo推出弹出式摄像头已经解决了全面屏刘海的难题。 7、苹果、高通法律战旷日持久 5G技术发展成争议焦点 北京时间6月18日上午消息,苹果公司必须劝说美国贸易法官相信——即便是侵犯了高通的专利,含有英特尔芯片的iPhone手机也可以进入美国境内。这是全球最大一家上市公司面临的挑战。本周五,在华盛顿举行的美国国际贸易委员会(ITC)听证会上,苹果与高通之间开始了一场旷日持久的法律战。ITC的律师建议法官Thomas Pender判定苹果公司侵犯了高通三大专利之一——电池节能技术。但是,这位律师还表示为了不落后于中国,采用英特尔芯片并支持下一代5G技术的iPhone手机可以进入美国。 某点评:每一代通讯技术推出,专利授权都需要长期的谈判。

    时间:2020-07-14 关键词: 半导体 苹果 智能手机 功率器件

  • 三菱电机携多款代表业界流行趋势的功率器件亮相PCIM亚洲展

    三菱电机携多款代表业界流行趋势的功率器件亮相PCIM亚洲展

    6月26日至28日,PCIM亚洲展于上海世博展览馆举行。三菱电机半导体大中国区携多款代表业界流行趋势的功率器件产品(IGBT、IPM、DIPIPM、HVIGBT和EV-PM等)及相关解决方案在展会上亮相。27日下午,三菱电机于上海东锦江希尔顿逸林酒店召开媒体发布会,三菱电机半导体首席技术官Dr.Gourab Majumdar在会上分享了三菱电机对功率元器件的理解以及新产品介绍,大中国区三菱电机半导体总经理楠·真一、大中国区三菱电机半导体技术总监宋高升、大中国区三菱电机半导体市场总监钱宇峰、三菱电机敏捷功率半导体(合肥)有限公司技术服务中心总监商明、大中国区三菱电机半导体公关宣传主管闵丽豪出席发布会并解答媒体提问。 需求为导向,携多款新产品亮相PCIM亚洲展 一直以来,三菱电机以改善生产效率、提高品质产品以及满足环境发展需要为目标,在自动化领域不断进行研发生产,以精雕细琢的产品匹配中国工业自动化转型升级的发展需求。 在本次PCIM亚洲展上,三菱电机半导体大中国区共展出19款代表业界流行趋势的功率器件产品,产品应用覆盖变频家电、工业、新能源、轨道牵引、电动汽车五大领域。根据不同的市场需求,三菱电机在本次展会上展出了包括表面贴装型IPM、新封装大功率IGBT模块等多款最新产品。 27日下午的媒体发布会上,三菱电机半导体首席技术官Dr.Gourab Majumdar对几款新发布产品进行了详尽介绍,同时也向媒体分享了三菱电机对功率元器件的理解。 (三菱电机半导体首席技术官Dr.Gourab Majumdar) 表面贴装型IPM适用于家用变频空调风扇、变频冰箱、变频洗碗机等电机驱动系统,具有三大特性:第一,通过表面贴装,使系统安装变得更容易;第二,该产品通过内置控制IC以及最佳的引脚布局,在实现系统的小型化并使基板布线简化方面具有积极意义;第三,通过内置保护功能,该产品可以帮助提高系统的设计自由度。 表面贴装型IPM作为一种智能功率模块,成为三菱电机的主推产品。“下一步,我们需要考虑的是如何将更多的元器件集成到IPM模块中去,让客户使用更方便。”Dr.Gourab Majumdar说。据介绍,该产品计划于9月1号正式发售。 三菱电机集团整体业务中,工业自动化和能源与电力系统两个板块在2017年市场销售额中占比和超过50%。功率元器件隶属于三菱电机电子元器件事业部,占比不大,但却是支撑集团旗下产品的其中一个重要的核心部件。功率元器件行业的核心正是IGBT芯片。 Dr.Gourab Majumdar表示,今年功率元器件行业内的应用主要是第七代IGBT和第七代二极管。目前,三菱电机在功率元器件行业的量产供应也以第七代IGBT芯片为主。同时,针对不同的市场应用,三菱电机也有了新的封装标准。 在工业应用方面,三菱电机第七代IGBT首次采用SLC封装技术,使得模块的应用寿命大幅延长;在新能源发电特别是风力发电领域,今年推出基于LV100封装的新型IGBT模块,有利于提升风电变流器的功率密度和性能价格比;在轨道牵引应用领域,三菱电机推出X系列,用标准的封装进行芯片的升级。“同样的芯片我们用新的封装HV100,封装不一样,芯片的特性会更好一些,尺寸更小一点,电流密度更高,今后利用这个标准封装,这个也是想做行业一个新的标准。”Dr.Gourab Majumdar说,在电动汽车领域,J1系列Pin-fin模块具有封装小、内部杂散电感低的特性。 据三菱电机预测,2020-2022年,功率元器件行业将呈现出大幅增长态势。为积极应对这一变化,三菱电机表示,计划于2022年左右投资功率元器件12英寸产线(目前量产以8英寸为主的IGBT芯片)。现阶段,三菱电机功率器件产品仍以单晶硅功率器件产品为主。对于今后市场拓展,三菱电机将更多的目光投向碳化硅产品。 聚焦行业趋势,推动碳化硅技术发展 作为下一代功率半导体的核心技术方向,SiC(碳化硅)与传统IGBT模块相比,最主要优势是开关损耗大幅减小。三菱电机早在1994年就着手开展对这一技术的研究,弹指一挥间,24年过去,三菱电机现已成功研发出第一代和第二代碳化硅芯片,并实现量产。此外,Dr.Gourab Majumdar表示,“三菱电机正在努力向第三代转化。” 为何三菱电机执着于对SiC技术的研发与产品储备?Dr.Gourab Majumdar作出技术性解读,和单晶硅相比,碳化硅具有耐高温(单晶硅最高耐温170℃,而碳化硅可承受200℃)、低功耗(和单晶硅相比,能耗降低70%)、高可靠性应用等优点。而作为一款本身具有节能功能的功率元器件,碳化硅自然更有优势,并且可以开拓新市场。据介绍,三菱电机的6英寸碳化硅产线设在日本九州岛熊本,计划于2019年实现量产。 目前,基于碳化硅功率器件逆变设备的应用领域正在不断扩大。尽管受制于成本因素,碳化硅功率器件市场渗透率很低,但随着技术进步,碳化硅成本将快速下降,未来将成为功率半导体市场主流产品。 对于碳化硅功率器件的应用前景,Dr.Gourab Majumdar坦言,“目前,市场正处于从单晶硅转换到碳化硅的转换期,我们非常期待这个市场能够更快成熟,三菱电机也将在这一领域有更多的表现,提供更丰富、更优质的产品给客户。”

    时间:2020-07-02 关键词: 三菱 功率器件 ipm

  • 600V小型智能功率器件,你了解吗?

    600V小型智能功率器件,你了解吗?

    什么是600V小型智能功率器件?它有什么作用?东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)今日宣布,推出型号为“TPD4162F”的高压智能功率器件(IPD)。该器件采用小型表面贴装封装,设计用于空调、空气净化器和泵等产品中的电机驱动。并计划于今日开始出货。 TPD4162F产品示意图 TPD4162F采用新工艺制造,与东芝当前的IPD产品TPD4152F相比可降低功率损耗约10%[1]。这有助于为集成该器件的设备降低总体功率损耗。 TPD4162F具有各种控制电路[2]、输出级安装了IGBT和FRD。其支持从霍尔传感器或者霍尔IC直接驱动带方波输入信号的无刷直流电机,无需PWM控制器IC。与此同时,其各种内置保护电路[3]还减少了外围电路。此外,采用小型表面贴装封装HSSOP31也有助于缩小电机控制电路板的尺寸和高度。 应用: 电设备的无刷直流电机 风扇电机(空调、空气净化器、换气扇和吊扇等) 泵 特性: ?9?9高压:供电电压(VBB)=600V ?9?9低损耗:额定输出饱和电压(VCE(sat))=2.0V(典型值)@IC=0.5A FRD正向电压(VF)=1.5V(典型值)@IF=0.5A 小巧纤薄的HSSOP31封装:17.5mm×11.9mm(典型值),t=2.2mm(最大值)。以上就是600V小型智能功率器件解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-06-23 关键词: 东芝 智能 功率器件

  • 动静皆宜,捕捉功率器件参数测试的“动与静”

    动静皆宜,捕捉功率器件参数测试的“动与静”

    让电源产品设计不再迷茫 功率器件特性是电源产品设计的关键,泰克吉时利为您捕捉功率器件动态参数与静态参数,让电源产品设计不再迷茫。 动态参数测试 如何保证选用的高速功率器件能稳定可靠的运行在自己的电源产品设计中,我们需要了解功率器件的动态特性: ◆ 器件在不同温度下的特性 ◆ 短路特性和短路关断 ◆ 栅极驱动特性 ◆ 关断时过电压特性 ◆ 二极管恢复特性 ◆ 开关损耗测试等 测试系统图 静态参数测试 静态参数测试方案用于标定功率器件指标,验证产品指标是否一致,为产品的可靠性提供强大支持。 测试系统构成图 例如,开发和使用MOSFET、IGBT、二极管及其他大功率器件,需要进行器件级的静态参数测量,如击穿电压、通态电流和电容测量,并不断优化开关状态下的电气性能。 泰克覆盖电源设计工程师工作链条中的各个阶段,作为该链条中的第一个重要测试:静态与动态参数测试方案,泰克提供了参考视频与多篇应用文章。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-06-03 关键词: 功率器件 电源设计

  • 氮化镓的发展前景,你知道吗?

    氮化镓的发展前景,你知道吗?

    什么是氮化镓?它有什么作用?氮化镓一直是永不落伍的热点话题,只是因为它与我们的生活息息相关,那是因为我们的日常更是离不开半导体技术,比如说:电器、手机、电脑以及各种电子设备等都需要半导体来实现,由此更能看出,半导体材料的未来前景更是一片光明,目前最新的半导体材料还是GaN,本文带各位了解2020年的氮化镓(GaN)又会有着怎样的机遇? 简述GaN概念: 氮化镓,化学式GaN,最直白的解释就是氮和镓的化合物,是一种直接能隙的半导体。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中,例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管,可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器(Diode-pumped solid-state laser)的条件下,产生紫光(405nm)激光。 GaN的分类以及应用: GaN器件可大致分为功率器件和射频器件两类。在细分下去功率器件方面可以应用到无线充电件、电源开关、LiDAR、逆变器这几个领域;同样射频器件可以应用到基站、卫星、雷达这三方面的领域中。 GaN又有何优缺点? ①禁带宽度大(3.4eV),热导率高(1.3W/cm-K),则工作温度高,击穿电压高,抗辐射能力强; ②导带底在Γ点,而且与导带的其他能谷之间能量差大,则不易产生谷间散射,从而能得到很高的强场漂移速度(电子漂移速度不易饱和); ③GaN易与AlN、InN等构成混晶,能制成各种异质结构,已经得到了低温下迁移率达到105cm2/Vs的2-DEG(因为2-DEG面密度较高,有效地屏蔽了光学声子散射、电离杂质散射和压电散射等因素); ④晶格对称性比较低(为六方纤锌矿结构或四方亚稳的闪锌矿结构),具有很强的压电性(非中心对称所致)和铁电性(沿六方c轴自发极化):在异质结界面附近产生很强的压电极化(极化电场达2MV/cm)和自发极化(极化电场达3MV/cm),感生出极高密度的界面电荷,强烈调制了异质结的能带结构,加强了对2-DEG的二维空间限制,从而提高了2-DEG的面密度(在AlGaN/GaN异质结中可达到1013/cm2,这比AlGaAs/GaAs异质结中的高一个数量级),这对器件工作很有意义。 总之,从整体来看,GaN的优点弥补了其缺点,特别是通过异质结的作用,其有效输运性能并不亚于GaAs,而制作微波功率器件的效果(微波输出功率密度上)还往往要远优于现有的一切半导体材料。 未来GaN又该如何发展? 氮化镓是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,在光电子、激光器、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。 氮化镓材料的发展有何难题? 一是如何获得高质量、大尺寸的GaN籽晶,因为直接采用氨热方法培育一个两英寸的籽晶需要几年时间 二是氮化镓产业链尚未完全形成。 总结: 随着国家对第三代半导体材料的重视,近年来,我国半导体材料市场发展迅速。以氮化镓为主的材料更是备受关注。尽管如此,但产业难题仍待解决,如我国材料的制造工艺和质量并未达到世界顶级,材料制造设备依赖于进口严重,氮化镓材料和器件方面产业链尚未形成等,这些问题需逐步解决,方可让国产半导体材料屹立于世界顶尖行列。以上就是氮化镓的解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-25 关键词: 功率器件 半导体材料 射频器件

  • 伺服驱动器工作原理和控制方式

    伺服驱动器工作原理和控制方式

    伺服驱动器的基本功能是电动机驱动和信号反馈。现在多数伺服驱动器具有独立的控制系统,一般采用数字信号处理器、高性能单片机、FPGA等作为主控芯片。控制系统输出的信号为数字信号,并且信号的电流较小,不能直接驱动电动机运动。 伺服驱动器还需要将数字信号转换为模拟信号,并且进行放大来驱动电动机运动。伺服驱动器内部集成了主控系统电路、基于功率器件组成的驱动电路、电流采集电路、霍尔传感器采集电路,以及过电压、过电流、温度检测等保护电路。 伺服驱动器工作原理和控制方式 伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入了软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。 首先功率驱动单元通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电,再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程,整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。 一般伺服都有三种控制方式:位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。 1、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值,由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。 2、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。 应用主要在对材质的手里有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如绕线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。 如果对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。 如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用转矩模式不太方便,用速度或位置模式比较好。 如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点,如果本身要求不是很高,或者基本没有实时性的要求,采用位置控制方式。

    时间:2020-05-03 关键词: 智能化 功率器件 伺服驱动器

  • 功率MOSFET应用的一些小总结,你值得拥有

    功率MOSFET应用的一些小总结,你值得拥有

    什么是功率MOSFET?他有什么作用?从事电源电子行业的工程师们对功率MOSFET肯定不陌生,今天小编为大家总结了一些MOSFET应用心得,很经典很实用,不要错过哦! 功率MOSFET是较常使用的一类功率器件。“MOSFET”是英文MetalOxideSemicoductorFieldEffectTransistor的缩写,译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。它是由金属、氧化物(SiO2或SiN)及半导体三种材料制成的器件。所谓功率MOSFET(PowerMOSFET)是指它能输出较大的工作电流(几安到几十安),用于功率输出级的器件。功率MOSFET可分为增强型和耗尽型,按沟道分又可分为N沟道型和P沟道型。 做开关电源,常用功率MOSFET。一般而言,MOS管制造商采用RDS(ON)参数来定义导通阻抗;对ORing FET应用来说,RDS(ON)也是最重要的器件特性。数据手册定义RDS(ON)与栅极(或驱动)电压VGS以及流经开关的电流有关,但对于充分的栅极驱动,RDS(ON)是一个相对静态参数。 若设计人员试图开发尺寸最小、成本最低的电源,低导通阻抗更是加倍的重要。在电源设计中,每个电源常常需要多个ORing MOS管并行工作,需要多个器件来把电流传送给负载。在许多情况下,设计人员必须并联MOS管,以有效降低RDS(ON)。在DC电路中,并联电阻性负载的等效阻抗小于每个负载单独的阻抗值。比如,两个并联的2Ω电阻相当于一个1Ω的电阻。因此,一般来说,一个低RDS(ON)值的MOS管,具备大额定电流,就可以让设计人员把电源中所用MOS管的数目减至最少。 除了RDS(ON)之外,在MOS管的选择过程中还有几个MOS管参数也对电源设计人员非常重要。许多情况下,设计人员应该密切关注数据手册上的安全工作区(SOA)曲线,该曲线同时描述了漏极电流和漏源电压的关系。基本上,SOA定义了MOSFET能够安全工作的电源电压和电流。在ORing FET应用中,首要问题是:在"完全导通状态"下FET的电流传送能力。实际上无需SOA曲线也可以获得漏极电流值。 做反激的时候常采用IRF540,其VDSS为100V,RDS=0.055欧,ID为22A。MOSFET在关断瞬间,会承受到最大的电压冲击,这个最大电压跟负载有很大关系:如果是阻性负载,那就是来自VCC端的电压,但还需要考虑电源本身的质量,如果电源质量不佳,需要在前级加些必要的保护措施;如果是感性负载,那承受的电压会大不少,因为电感在关断瞬间会产生感生电动势(电磁感应定律),其方向与VCC方向相同(楞次定律),承受的最大电压为VCC与感生电动势之和;如果是变压器负载的话,在感性负载基础上还需要再加上漏感引起的感应电动势。 对于以上几种负载情况,在计算出(或测出)最大电压后,再留有20%~30%的裕量,就可以确定所需要的MOSFET的额定电压VDS值。在这里需要说的是,为了更好的成本和更稳定的性能,可以选择在感性负载上并联续流二极管与电感在关断时构成续流回路,释放掉感生能量来保护MOSFET,如果必要,还可以再加上RC缓冲电路(Snubber)来抑制电压尖峰。(注意二极管方向不要接反。当然,你也可以直接选择VDS足够大的MOSFET,前提是你不care成本。) 额定电压确定后,电流就可以计算出来了。但这里需要考虑两个参数:一个是连续工作电流值和脉冲电流尖峰值(Spike和Surge),这两个参数决定你应该选多大的额定电流值。 场效应管是根据三极管的原理开发出的新一代放大元件,功率MOSFET场效应管具有负的电流温度系数,可以避免它工作的热不稳定性和二次击穿,适合于大功率和大电流工作条件下的应用。功率MOSFET场效应管从驱动模式上看,属于电压型驱动控制元件, 驱动电路的设计比较简单,所需驱动功率很小。采用功率MOSFET场效应作为开关电源中的功率开关,在启动或稳态工作条件下,功率MOSFET场效应管的峰值电流要比采用双极型功率晶体管小得多。 功率场效应管与双极型功率晶体管之间的特性比较如下: 1. 驱动方式:场效应管是电压驱动,电路设计比较简单,驱动功率小;功率晶体管是电流驱动,设计较复杂,驱动条件选择困难,驱动条件会影响开关速度。 2. 开关速度:场效应管无少数载流子存储效应,温度影响小,开关工作频率可达150KHz以上;功率晶体管有少数载流子存储时间限制其开关速度,工作频率一般不超过50KHz。 3. 安全工作区:功率场效应管无二次击穿,安全工作区宽;功率晶体管存在二次击穿现象,限制了安全工作区。 4. 导体电压:功率场效应管属于高电压型,导通电压较高,有正温度系数;功率晶体管无论耐电压的高低,导体电压均较低,具有负温度系数。 5. 峰值电流:功率场效应管在开关电源中用做开关时,在启动和稳态工作时,峰值电流较低;而功率晶体管在启动和稳态工作时,峰值电流较高。 6. 产品成本:功率场效应管的成本略高;功率晶体管的成本稍低。 7. 热击穿效应:功率场效应管无热击穿效应;功率晶体管有热击穿效应。 8. 开关损耗:场效应管的开关损耗很小;功率晶体管的开关损耗比较大。 另外,功率MOSFET场效应管大多集成有阻尼二极管,而双极型功率晶体管大多没有集成阻尼二极管。场效应管内的阻尼二极管可以为开关电源感性线圈提供无功电流通路。所以,当场效应管的源极电位高于漏极时,这个阻尼二极管导通,但在开关电源中不能使用这个阻尼二极管,需要另外并联超快速二极管。场效应管内的阻尼二极管在关断过程中与一般二极管一样存在反向恢复电流。此时二极管一方面承受着漏-源极之间急剧上升的电压,另一方面又有反向恢复电流流过。以上就是功率MOSFET的相关解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-29 关键词: MOSFET 开关电源 功率器件

  • 【泰克电源设计与测试】致工程师系列之二:功率器件的标定及选择

    【泰克电源设计与测试】致工程师系列之二:功率器件的标定及选择

    对市场新推出的低功耗IC 及功率器件特性无法准确把握?是否真正在自己的电源设计中发挥最大的作用,缺少一种简单经济的评价方法。对于电源产品设计,大功率开关管的选择是非常关键也是非常困难的。如何在系统调试之前对IGBT模块特性进行测试,尤其基于桥式拓扑结构,在不同的负载条件测试IGBT及相应的二极管的特性?这些成为工程师非常头疼的问题。 功率器件动态参数/双脉冲测试 功率器件如MOSFET和IGBT提供了快速开关速度,能够耐受没有规律的电压峰值,被广泛应用于电源转换产品的设计。尤其最新第三代半导体SiC和GaN快速发展和应用可以毫不夸张的说给电源行业带来颠覆性的变化。对于设计工程师来说却带来了非常大的测试挑战,如何保证选用的高速功率器件能稳定可靠的运行在自己的电源产品中,我们需要了解功率器件的动态特性: ·器件在不同温度的特性 ·短路特性和短路关断 ·栅极驱动特性 ·关断时过电压特性 ·二极管回复特性 ·开关损耗测试等 泰克推出了IGBT Town功率器件支持单脉冲,双脉冲及多脉冲测试方案,集成强大的发生装置,数据测试装置及软件。用户可以自定义测试条件,测试项目包含:Toff, td(off), tf(Ic),Eoff, Ton, td(on),tr(Ic), Eon, di/dt, dv/dt, Err, qrr, Irr based on IEC60747。推荐解决方案:MSO54 + 5-wins + 5-PWR + TIVM02 + TIVH08 + TCP0030A + IGBT town软件。 采用双脉冲法,用信号发生器设置脉宽为1uS,周期为2.5uS,脉冲次数为2次,示波器采用单次触发。 采用MSO58功率器件分析功能可以直接得出CoolGaN™的动态参数。左下的测试提示Ic off是因为英飞凌的CoolGaN™完全没有反向恢复电流,从测试数据中可以看到基于英飞凌的CoolGaN™专用驱动1EDF5673K下的CoolGaN™ IGO60R070D1速度还是非常快的,而且完全没有反向恢复损耗。 从测试结果可以看出该方案特点: ·可靠、可重复地测试IGBT及MOSFET(包括第三代半导体器件SiC、GaN)功率半导体动态特征; ·测量的特征包括开启、关闭、开关切换、反向恢复、栅极驱动,开关损耗等参数; ·适用于用户对测试环境的自定义; ·全部使用泰克示波器及原厂电源探头,可准确补偿探头延迟,专用的开关损耗算法,提供可靠的测试结果; ·独特的IsoVu 探头,最高800MHz带宽高达120dB共模抑制比,准确测试驱动信号的真实情况。 高功率半导体器件检定测试 开发和使用MOSFET、IGBT、二极管及其他大功率器件,需要全面的器件级检定,如击穿电压、通态电流和电容测量。Keithley高功率参数化曲线跟踪仪支持所有的器件类型和测试参数。Keithley高功率参数化曲线跟踪仪包括检定工程师快速开发全面测试系统所需的一切。ACS-Basic基本版软件提供了完整的器件特性分析,包括实时跟踪模式及全部参数模式,实时跟踪模式用来迅速检查基础器件参数,如击穿电压;全部参数模式用来提取精确的器件参数。 测试平台搭建 Keithley提供完整解决方案 从实验室到工厂,从晶圆级到独立封装器件,从测试设置到分析结果,为最优性价比设计的一体化完整解决方案。从实验室科研级别的单台SMU源表到适用于高功率半导体器件检定的完整测试方案,再到适用于自动晶片级测试系统,Keithley均能为您提供最优性价比的完整解决方案。其方案配置如下: ·硬件:上至3kV/100A的功率电平,下至uV/fA级别小信号的宽动态范围;(SMU, 4200,PCT,S500多硬件平台覆盖) ; ·软件:ACS-Basic支持各种Keithley仪器,用于半导体器件检定、可靠性测试、参数化测试以及元器件功能测试; ·夹具:传统连线测试夹具、8010高功率器件测试夹具、手动/自动探针测试台 。 你的难点痛点,是我们的着力点。作为电源行业值得信赖的测试专家,泰克为工程师在电源设计各个阶段提供可靠的解决方案,使工程师坚定每一步设计,优化每个阶段设计,从而加速新产品的上市周期。

    时间:2020-03-10 关键词: ic 功率器件 电源设计

  • Nexperia与Ricardo合作开发基于GaN的EV逆变器设计

    奈梅亨,2020年2月25日:分立器件、MOSFET器件、GaN FET器件及模拟和逻辑器件领域的生产专家Nexperia宣布与知名汽车工程咨询公司Ricardo合作,以研制基于氮化镓(GaN)技术的EV逆变器技术演示器。 GaN是这些应用的首选功率器件,因为GaN FETs使系统以更低的成本达到更高的效率、更好的热性能和更简单的开关拓扑。在汽车领域,这意味着车辆行驶里程更长,而这正是所有电动汽车消费者最关心的问题。现在,GaN即将取代基于硅的IGBT和SiC,成为插电式混合动力汽车或纯电动汽车中使用的牵引逆变器的首选技术。 Nexperia去年推出了一系列已获AEC-Q101认证的GaN FET器件,在这一高效技术领域为汽车设计师们提供成熟可靠的器件及不断扩充的产品组合,从而提供动力系统电气化所需的功率密度。Ricardo在汽车行业深受好评,这家全球性工程创新公司为汽车行业的概念提供设计和咨询服务,包括技术原型和演示器的生产,并与McLaren和Bugatti等著名领先品牌合作。对于该项目,Ricardo是Nexperia理想的合作伙伴。 Nexperia GaN FET器件的总经理Michael LeGoff表示:“通过将GaN FET器件用于逆变器设计并由Ricardo对逆变器进行试验,我们能够更好地了解如何安全可靠地驾驶车辆。我们正在开发一个实际解决方案,相信许多汽车设计师有兴趣了解该解决方案,并发现该解决方案的优势。” Ricardo技术与产品总监Adrian Greaney称:“半导体技术是逆变器系统效率的关键,在电动汽车性能和效率方面发挥着重要作用。氮化镓可以显著提高开关速度和效率,堪称一项推动性的技术。除了增加行使里程,它还有助于缩小逆变器的封装尺寸并减轻重量,从而提供更大的动力系统设计灵活性,并有助于减轻车辆重量。从系统层面看,该设计还有许多优势,Ricardo非常高兴能够与Nexperia就GaN FET器件展开合作。”

    时间:2020-02-25 关键词: 功率器件 gan ev逆变器

  • 华虹集团举行了华虹七厂首批功率器件产品交付仪式

    华虹集团举行了华虹七厂首批功率器件产品交付仪式

    半导体产业近期,华虹集团 2020 年全球设备、材料等主要供应商迎新座谈会在位于江苏无锡的华虹七厂隆重召开。在晚宴上,华虹集团举行了华虹七厂首批功率器件产品交付仪式。 华虹七厂作为华虹集团走出上海、布局长三角的第一个集成电路研发和制造基地,于 2019 年 9 月投产,创造了业界同类生产线建成、投产的最快记录,成为中国大陆最先进的 12 英寸特色工艺生产线,也是大陆第一条 12 英寸功率器件代工生产线。 据了解,华虹七厂首批功率器件产品客户为无锡新洁能。     2017 年 8 月 2 日,华虹集团与无锡市政府签署战略合作协议,总投资约 100 亿美元的华虹集团集成电路研发和制造基地项目正式落户无锡高新区。根据此前官方介绍,华虹无锡项目占地约 700 亩,一期项目(华虹七厂)投资 25 亿美元,一期投资 25 亿美元,新建一条工艺等级 90~65 纳米、月产能约 4 万片的 12 英寸特色工艺集成电路生产线,支持 5G 和物联网等新兴领域的应用。 从 2018 年 4 月 3 日桩基工程启动以来,该项目进展迅速,2018 年 8 月 12 日,生产厂房钢架屋桁架吊装完成,同年 12 月 21 日,主厂房结构封顶,2019 年 5 月 24 日,首台工艺设备搬入,同月 6 月 6 日,首批光刻机搬入,9 月 17 日,该项目再次迎来重大进展,华虹无锡集成电路研发和制造基地(一期)12 英寸生产线正式建成投片,多个产品进入试生产。

    时间:2020-01-13 关键词: 集成电路 功率器件 华虹集团 行业资讯

  • 著名半导体器件及微电子学专家陈星弼院士逝世

    著名半导体器件及微电子学专家陈星弼院士逝世

    据中国科学院官方微博12月4日消息,陈星弼院士逝世。 2019年12月4日17时10分,半导体器件及微电子学专家、“中国功率器件领路人”陈星弼在四川成都逝世,享年89岁。陈星弼,1931年1月出生于上海,1952年毕业于国立同济大学电机系,先后在厦门大学、南京工学院及中国科学院物理研究所工作,1956年开始在电子科技大学任教,1999年当选中国科学院院士。他是国际半导体界著名的超结结构(Super Junction)的发明人,该发明被称为“功率器件的新里程碑”。2018年,在功率半导体领域最顶级的学术年会上,陈星弼院士入选ISPSD首届名人堂,成为国内首位入选名人堂的华人科学家。

    时间:2019-12-24 关键词: 半导体 功率器件 陈星弼 陈星弼去世

  • 除了业界最小RDSon之外,与硅器件相同的驱动特性才是United SiC FET的杀手锏

    除了业界最小RDSon之外,与硅器件相同的驱动特性才是United SiC FET的杀手锏

    众所周知,SiC功率器件相比传统的Si类器件有着开关损耗小、开关频率高和封装小等诸多优势,因此更适合应用于电动汽车、充电桩和电路保护等多种应用场景中。近日United SiC公司推出了全新的SiC Fet系列产品——UF3SC,首次在业界实现了小于10mΩ的RDS(on)的特性,将SiC功率器件产品的性能推到了新的高度。21ic特此就此全新产品与United SiC亚太区的FAE经理Richard Chen先生进行了深入的沟通。 业界最低 RDS(on)的SiC器件 据Richard介绍,United SiC采用了一种简单的结构来实现更好的性能表现,将一个SiC JFET和一个Si基的MOSFET采用共源共栅的方式烧结在一起。SiC JFET在常开状态:正向导通的时候电流首先流经SiC JFET然后通过Si基的MOSFET;在反向导通的时候电流先流经Si基的MOSFET然后通过SiC FET。在阻塞模式时,Si MOSFET处于关闭状态,可以提供20V的电压给SiC JFET,让SiC JFET处于关闭状态,所以SiC JFET可以承受所有的高压,而Si MOSFET就免除了高电压的压力。 此次推出的UF3SC系列产品,在延续了之前产品的优秀设计的基础上,最大的亮点是将关键的RDS(on)降低到了10mΩ之内。RDS(on)即当MOSFET完全打开时的从源极到漏极的总电阻,这个参数关系到JFET的导通损耗。目前业界650V的SiC器件的RDS(on)最小为17mΩ,而United SiC的UF3SC的导通电阻仅仅为7mΩ;在1200V SiC的这个产品类别里,竞品的最低导通电阻可以达到13mΩ,而UF3SC的导通最小电阻仅为9mΩ。通过将导通电阻的降低,可以将整个的功耗水平降低。 直接在Si和传统SiC设计中实现替换与升级 United SiC的另一个非常重要的优势就是其具有和传统Si器件一致的驱动电压,因此可以直接在客户即有的平台上进行升级。 如下图所示,传统的Si基的JFET的驱动电压是0~12V,而Si基IGBT的导通电压需要达到15V以上,传统第三代SiC MOSFET的驱动电压则是-4V~15V,只有United SiC的 FET是与传统Si基JFET是保持完全一致的驱动电压范围。所以如果客户需要在传统的Si基础的电路中进行升级,可以直接将其替换为United SiC的器件,而不需要对器件的外围电路进行任何的调整;这将极大地降低客户重新设计的成本。另外,United SiC器件也完全适合在标准的SiC MOSFET的驱动电路中工作,无需额外的电路调整。 在VGS的额定电压范围方面,Si基的JFET和IGBT具有相同的电压范围是+/-20V,而第三代SiC器的电压范围有限,只能覆盖到-5V~+10V的电压范围。但是United SiC FET的VGS的额定电压范围是+/-25V的电压范围,可以安全覆盖Si基器件的VGS的电压范围。因为United SiC的门是Si基的器件,所以并不会像其他SiC器件一样出现Vth漂移的现象,而且在Gate和Source端之间还有内建的ESD保护二极管。 United SiC还推出了Super-Junction MOSFET的替换计划,客户可以直接用United SiC的器件来替代传统的Si基的高压超结的器件,实现更低的Vgs的延时和更高的输出能效。带来的最终结果就是可以获得更快的开关频率,并且达到节能的效果;据悉这将是一个每年百万片的庞大市场。 适应未来电动汽车应用 目前SiC最热的应用市场就是电动汽车,据悉United SiC的产品就非常适合应用在高功率EV逆变器的设计中。电动汽车最令人关注的一个参数就是续航里程,如果将逆变器的效率提高、损耗降低,那就可以提升电动汽车整体的续航里程。采用UF3SC系列的器件,可以让逆变器的效率保持在99%以上,提供两倍于IGBT的频率切换。纹波电流的降低需要将纹波拉高,而如果开关损耗过大则将会导致纹波降低,从而影响到纹波电流的降低。 在高电流充电器的场景中,UF3SC相比传统基于IGBT的系统具有更高的效率。在占空比为50%的100A工作电流的情况下,传导损耗不到普通二极管的一半,可以用在辅助侧二极管的同步整流器来显著减少系统总的损失和热负担。 固态断路器同样也是电动汽车上一个常见的应用。因为电动汽车本身蕴藏的能量是很大的,所以需要一个断路器来确保整体系统的安全。下图中绿色的表示短路情况时的电流测试,可以看到通道阻抗会从最大变到最小,实现一个断开的保护。这样就直接通过SiC器件实现了一个断路保护的优势。 最后在60KVA逆变器这一应用领域,传统的模块的方案体积大、成本高、效率低,而现在使用单管的UF3SC的方案就可以直接实现,所以就极大地降低了整体的设计复杂度和bom成本。 除了以上提及到的与电动汽车相关的应用之外,通讯电源领域也是一个高压高功率的市场,这个市场也是需要更高效率的产品来支持。而目前在这个市场上,United SiC也已经有了不少的客户在采用这种先进的方案。   采用Si基MOSFET和SiC基的JFET,采用共源共栅的方式将其烧结在一起,是United SiC的最大设计特色。这种结构确保其产品可以保持与Si类功率器件保持一致的驱动电压,从而可以帮助可以直接在原有的Si基础的电路中进行直接的升级和替换。而此次最新推出的UF3SC系列SiC器件,更是以小于10mΩ的业界最低Rds(on)将SiC器件的性能提升到了新的高度,面对电动汽车和5G等全新应用需求,United SiC可以给客户提供集成度更高、更加高效、更为稳定可靠的解决方案。

    时间:2019-12-17 关键词: MOSFET 功率器件 碳化硅 技术专访 sic

  • “中国功率器件领路人”陈星弼院士去世,享年89岁

    “中国功率器件领路人”陈星弼院士去世,享年89岁

    2019年12月4日17时10分,“中国功率器件领路人”陈星弼在四川成都逝世,享年89岁。   陈星弼,1931年1月出生于上海,1952年毕业于国立同济大学电机系,先后在厦门大学、南京工学院及中国科学院物理研究所工作,1956年开始在电子科技大学任教,1999年当选中国科学院院士。他是国际半导体界著名的超结结构(Super Junction)的发明人,该发明被称为“功率器件的新里程碑”,其美国发明专利已被超过550个国际专利引用。2018年,在功率半导体领域最顶级的学术年会上,陈星弼院士入选ISPSD首届名人堂,成为国内首位入选名人堂的华人科学家。 陈星弼院士的主要科研成就 五十年代末,对漂移晶体管的存贮时间问题在国际上最早作了系统的理论分析。提出新的电荷法基本方程、不均匀介质中镜象电荷方程等。八十年代以来,从事半导体电力电子器件的理论与结构创新方面的研究。从理论上解决了提高p-n结耐压的平面及非平面工艺的终端技术问题,作出了一些迄今唯一的理论分析解。在解决MOS功率管中降低导通电阻与提高耐压之间的矛盾问题上作出了系列重要贡献。发明了耐压层的三种新结构,提高了功率器件的综合性能优值,其中横向耐压层新结构在制备工艺上与常规CMOS和BiCMOS工艺兼容,有利于发展耐高压的功率集成电路。 陈星弼在新型功率(电力电子)器件及其集成电路这一极其重要领域中,做出了一系列重要的贡献与成就。他率先在中国提出立项并作为第一主研完成了VDMOST、IGBT、Offset-GateMOST、LDMOST、SPIC及RESURF、SIPOS等器件及有关技术。他对垂直型功率器件耐压层及横向型功率器件的表面耐压区唯一地作出了优化设计理论且得到实际应用。对功率器件的另一关键技术——结终端技术——作出了系统的理论分析及最优化设计方法并应用在各种电力电子器件的设计中取得良好的效果。 他还提出了斜坡场板这一新结构的理论。他的三项重要发明能使电力电子器件在一个新的台阶上发展。这些发明打破了传统极限理论的约束,使器件的电学性能得到根本性的改进。第一种第二种发明突破了高速功率MOS高压下导通电阻极限理论,得到新的极限关系。第一种发明被Siemens公司实现,98年在国际电子器件会议(旧金山)发表。第二种发明及第三种发明已在国内实验成功。根据第三种发明来制造高压(功率)集成电路中的横向器件,可以在工艺上和常规的CMOS及BiCMOS工艺兼容,使这种电路不仅性能优越,而且成本节省,可立足国内,并正在走向产品开发,获得国家发明奖及国家科技进步奖二项,省部级奖十三项。 以下是陈星弼院士经历,摘自百度百科 1931年1月28日,陈星弼出生在一个官宦之家,祖籍浙江省浦江县青塘镇。祖父曾为清朝武举人,父亲陈德征因家庭贫穷靠勤工俭学就读于杭州之江大学化学系。母亲徐呵梅是浙江余姚人,由于小时聪颖过人,外祖父不仅特许不缠小脚,还允许读书,直至进入上海大学读文学。五四运动时,陈星弼的父亲成了杭州学生领袖之一,从此进入政界,也曾算得一个红人。但不久得罪于蒋介石,被摘了乌纱帽,且被软禁。这时陈星弼出生了,因此取有小名“难儿”。陈星弼3岁时,眼见哥哥姐姐上学,吵嚷着要读书,居然获得特许,进了小学。此后,父母年年劝其留级,他却能坚持着学下去。6岁时,日寇侵华烽火蔓至上海,他随父母先迁至余姚,后又至浦江,最后辗转到重庆。不久,为躲避日机轰炸,举家迁到合川。他从8岁开始就离家在乡下小学住宿,养成了能吃苦和独立生活的习惯,也深受抗日救国的思想教育。 小学毕业时,他成绩名列前茅。抗战时生活极为艰苦,他也曾想停止读正规学校,早点谋出路。但父亲因宦海沉浮之经历,坚持让他继续读书,学到科学技术而为国家做实事。再加上他一直进的是国立中学,包括生活费在内一概公费,因此没有中断学习。 家庭对他最大的影响是,学问必须靠自己努力取得。当抗战胜利第二年他从内地转读上海敬业中学时,许多功课都很吃力。但有一天教物理的居小石老师突然向全班说:“你们都应该向陈星弼学习。他的习题明显都是自己一人做的。不管做得错或对,都有他特别的做法,而且愈做愈好。”他还鼓励陈星弼一辈子要做傻瓜(老实人)。老师的这些话使陈星弼受用一辈子。 1947年,他考取了同济大学电机系,并获得奖学金。他的学习从来不拘一格。人在电机系,却去旁听物理系及机械系的课,而工程力学及画法几何又学得比电机系的主要课程还好。他学过小提琴,而且能背出许多古典交响乐的曲谱。他也看过唯心主义的哲学书籍,以致在新中国成立后他经过一番艰难思想斗争才接受了唯物主义。他对别人说,他相信自己的唯物主义思想比较牢固,因为这是经过斗争得来的。 1952年,毕业于同济大学电机系。 1952年大学毕业后,他被分配到厦门大学电机系当助教。第二年,遇二次院系调整,转到南京工学院无线电系。在那里,他辅导了几年电工基础课。 1956年,党中央号召向科学进军。当时他已被指定到新成立的成都电讯工程学院(简称“成电”,现电子科技大学)去工作,同时也给了他进修新学科的机会。他选择了到中国科学院应用物理研究所进修半导体。这一决定确定了他以后的发展方向。他在该所两年半的时间内,一边工作,一边自学了从物理系四大力学到半导体有关的专业课,写出了当时才出现的漂移晶体管中关于存储时间的论文。该文后来出现在Prichard著书的参考文献中,由此可知是该方面最早的工作。 1959年,他回到成电。改革开放前,由于家庭出身原因,他始终是受命去教书。他认为要教好书,不仅要把所教内容融会贯通,还要考虑学生如何能最好地接受。他甚至为讲一句话或一段话都要事先琢磨很久。因此他上课时不需讲稿,只带一张香烟盒大小的纸,写一点备忘纲要即可,他的教课深受学生称道。教书也使他自己打下了更好的科学基础。 1970年,国家电视攻关中,他被派往工厂支援研制氧化铅摄像管,得知国外已研制硅靶摄像管,建议研制这种新摄像管并获四机部批准。但是好景不长,才初见该管可出图像,他就被首批点名去五七干校劳动,直至爱人病发而调回。 1980年,他被派往美国俄亥俄州大学做访问学者,但因专业不吻合,于1981年初转到加州大学伯克利点校,开始进行新型半导体功率器件的研究。1983年回国后被选为系主任,不久建立了微电子研究所。他为了国家及本单位的需要,彻底放弃了从事基础物理的念头,以MOS型功率器件为主要研究方向。在他率领下,在中国首次研制了VDMOST、IGBT、LDMOST、MCT、EST等器件并开发了相关技术。 1980年美国俄亥俄州大学作访问学者。 1981年,加州大学伯克莱分校作访问学者、研究工程师。 1983年,任电子科技大学微电子科学与工程系系主任、微电子研究所所长。曾先后被聘为加拿大多伦多大学电器工程系客座教授,英国威尔斯大学天鹅海分校高级客座教授。 1993年后,他从事功率集成电路的研究。在10年前有人提出过将半导体微电子电路与功率器件同时做在一块芯片上会带来容易实现各种保护及控制的好处。由于世界上有近四分之三的电能是通过半导体功率器件来转换其形式后才可以使用的,因此国外有人预言做在一块芯片上会引起所谓“第二次电子革命”。它和集成电路的发展引起的信息时代的到来——又被称做第一次电子革命,有同样的重要性。但是国际上制造的功率集成电路采用了复杂的工艺,而且电学性能不够好,造成其性能价格比甚低,从而第二次电子革命的进展甚慢。他的两个表面耐压层结构的新发明解决了在普通集成电路上做功率器件的问题,不仅制造功率器件的工艺与普通集成电路的工艺全兼容,而且所做功率器件电学性能特别优良,阻碍第二次电子革命迅速发展的桎梏也将会因此而被打破。他最大的希望是这个成就在中国开花结果,使中国在该领域居于世界领先的地位。 [2] 1999年,当选中国科学院院士。5月10日至14日,功率半导体领域最顶级的学术年会——第二十七届国际功率半导体器件与集成电路年会(IEEE ISPSD 2015)在中国香港举行。我校陈星弼院士因对高压功率MOSFET理论与设计的卓越贡献获得大会颁发的最高荣誉“国际功率半导体先驱奖”(ISPSD 2015 Pioneer Award),成为亚太地区首位获此殊荣的科学家。 2001年,陈星弼加入九三学社。 2018年,在功率半导体领域最顶级的学术年会上,陈星弼院士入选ISPSD首届名人堂,成为国内首位入选名人堂的华人科学家。

    时间:2019-12-05 关键词: 功率器件 陈星弼 陈星弼院士去世

  • 关于功率器件的保护措施

    关于功率器件的保护措施

    随着社会的不断进步,技术的不断发展,科技产品也日新月异,产品都需要功率器件,好的功率器件需要更好的设计者来设计,功率器件对电子产品是功不可没的。目前用于电子产品和自动化电子控制设备及功率半导体器件的保护方法有如下几种: 一、保险丝法 这是一种传统的保护方法。保险丝常串接在电路的电源输入端用以控制整个电路的总电流。其工作原理是靠电路出现故障后增大的故障电流流过保险丝时导致其发热升温自行熔化,以切断电源供给达到保护目的。保险丝法有实施简单、维护容易、成本低,保护时电源切断彻底等优点,所以被广泛应用在目前所有的电子电路和电子设备中。 不过,由于保险丝中流过的是电路的总电流,单只功率半导体器件中工作电流的变化不足以引起其有效反应;加之保险丝熔化速度慢,只能在功率半导体器件损坏后或电路恶性短路故障发生后故障电流成倍增加之后才会熔断,所以,只能起到防止故障进一步扩大的作用,对功率半导体器件起不到保护作用。 某功率器件 二、检测主电路电流法 该方法是在主电路电源输入端串联接入检测元件(检测电阻、互感器等),通过检测电路中总电流在检测元件上的电压降或电流大小获得相应电流或电压信号,经过电路放大处理,与保护电路的动作阈值比较,决定保护与否;保护通过??保险丝或关断电源等方法实现。 该保护方法由于采用了电子技术,和保险丝法相比其灵敏度和反映速度都得到了提高,不过这种方法依然检测的是电路的总电流,而故障功率半导体器件的工作电流只是总电流的几分之一甚至几十分之一,其变化不足以引起保护电路有效反应。所以该方法总是在故障电流形成之后才有响应,造成检测结果和保护动作的滞后,根本适应不了对功率半导体器件的保护要求。所以该保护方法和保险丝一样,只能在功率半导体器件已经损坏和恶性过流故障发生后起到防止故障进一步扩大的作用。对功率器件的保护仍无能为力。 三、检测功率器件工作电流法 这是目前比较常用的功率半导体器件保护方法,对功率半导体器件有一定的保护作用。该方法是在被保护的功率半导体器件工作电流通路中串入检测元件(电阻或电流互感器等),通过检测被保护器件的工作电流在检测元件上的电流或电压信号,再经电路处理获得故障信号,通过??保险丝或关断电源等方法进行保护。 检测功率器件工作电流法的工作原理和线路结构与检测主电路电流法相同,不同的是检测对象是被保护器件的工作电流,所以灵敏度比检测主电路电流法要高,效果也要好。如果该方法是采用电子器件关断电流通路来实施保护,就能在管子发生过流故障后起到一定保护作用。不过因该方案仍采用检测电流法,即总是在故障形成、被保护器件受到高电压、大电流的冲击后才能检测出故障信号然后进行保护,仍然造成信号获取滞后。如果被保护器件选用的功率余量小或电路故障严重,被保护器件仍然会立即损坏;若被保护器件功率余量大而且故障程度不严重时器件一般不会损坏;不过由于故障电流的冲击仍造成被保护器件的性能明显下降、寿命减短,给整机的性能和可靠性埋下隐患。所以该方法对恶性过流、负载短路等故障起初几次有一些保护效果,但性能仍不理想。实际使用证明,器件经过有限几次故障电流的冲击就失效了。 检测被保护器件工作电流法除检测和保护滞后外,还存在下列缺陷: 1、由于主电流通路中接有电阻或电流互感器等检测元件,降低了输出电压,使输出功率下降,电源利用率降低,这在采用低电压供电的电路中矛盾更突出。2、检测电阻发热量大、散热困难,易造成整机温度升高、工作稳定性下降。3、互感器体积大,使用不便;检测电阻阻值小,要求精度高,导致成本也高。当然,采用其它检测元件同样存在这个问题。4、保护电路复杂,制作困难;一般都是随机设计、通用性差等。 四、并联式检测功率器件电压法 顾名思义,这种方法就是保护电路与被保护功率器件并联连接,通过检测被保护器件工作时的电压来获得信号,根据电压情况判断电路是否出现故障,保护方法采用就地式保护方式,即通过强行切断被保护功率器件本身的控制信号,迫使其停止工作以实现对其的保护。(检测被保护器件的电压,直接对被保护器件实施保护) 由于该方法检测的是电压信号,可以在电路出现异常时即时发现故障,在故障电流还未形成时即进行保护,避免了故障电流对器件的冲击。根据对实际应用电路的测试和长期使用证明,保护动作时被保护功率器件的工作电流由正常值减小到零,不存在大电流冲击,对功率器件的性能寿命无任何影响。所以不怕恶性故障和永久性故障。是一种比较理想的保护方法。 该保护方法还有下列特点:1、保护电路并联接入,主工作回路中不串接任何元件,电源利用率高,无热源。2、检测对象是被保护功率器件的工作电压,所以保护电路的输入阻抗高、功耗小,检测精度高。3、检测的是被保护对象本身的工作状态,保护又直接施加在被保护对象上,因此针对性强,保护及时可靠。4、在电路正常时,保护电路只起监视功率半导体器件工作情况的作用,不参与更不影响功率半导体器件的工作,当实施保护时只关断故障涉及到的功率器件(当然,也可在关断被保护器件的同时切断单元电路或整个设备的电源供给),不影响设备其它部分的工作,这点对很多设备非常必要。 该保护电路的不足是:只对被保护器件的工作状态进行定性检测,所以,若用于电压控制型功率器件,只能对负载短路和严重过流故障有理想的保护效果。 五、并联式检测工作压降法 由于功率半导体器件本身导通电阻的存在,任何情况的过载过流都会引起其饱和压降或工作压降的增大,即不管半导体器件的工作状态如何,通过其任何大小的电流时器件本身都会有一个对应的工作电压降值;监视和监测功率半导体器件导通时的电压降,根据其电压降的大小即可判断过流过载的情况和程度。 该方法的工作原理和连接方法与并联式功率器件工作状态电压检测法相同,所以也具有并联式检测功率半导体器件工作状态电压法的所有优点;区别是该方法对被保护器件的工作电压进行定量检测,因而对工作状态的测量和故障的判断更准确。该方法可以对功率半导体器件的激励不足、过流过载、负载短路故障进行检测并实施保护,效果非常理想。 以上就是功率器件的一些相关知识,功率器件不断发展,这就需要我们的科研人员的不断努力,推动技术不断发展,让我们的电子产品更加高效。

    时间:2019-08-29 关键词: 半导体 电压 功率器件 电源技术解析

  • 功率器件散热器的选取

    功率器件散热器的选取

    随着社会的不断进步,技术的不断发展,科技产品也日新月异,产品都需要功率器件,好的功率器件需要更好的设计者来设计,功率器件对电子产品是功不可没的。散热器一般是标准件,也可提供型材,由用户根据要求切割成一定长度而制成非标准的散热器。散热器的表面处理有电泳涂漆或黑色氧极化处理,其目的是提高散热效率及绝缘性能。 某功率器件 在自然冷却下可提高10%~15%,在通风冷却下可提高3%,电泳涂漆可耐压500V~800V。散热器厂家对不同型号的散热器给出热阻值或给出有关曲线,并且给出在不同散热条件下的不同热阻值。 功率器件使用散热器是要控制功率器件的温度,尤其是结温Tj,使其低于功率器件正常工作的安全结温,从而提高功率器件的可靠性。常规散热器趋向标准化、系列化、通用化,而新产品则向低热阻、多功能、体积小、质量轻、适用于自动化生产与安装等方向发展。合理地选用、设计散热器,能有效降低功率器件的结温,提高功率器件的可靠性。 各种功率器件的内热阻不同,安装散热器时由于接触面和安装力矩的不同,会导致功率器件与散热器之间的接触热阻不同。选择散热器的主要依据是散热器热阻Rtf。在不同的环境条件下,功率器件的散热情况也不同。因此,选择合适的散热器还要考虑环境因素、散热器与功率器件的匹配情况以及整个电子设备的体积、质量等因素。 首先根据功率器件正常工作时的性能参数和环境参数,计算功率器件结温是否工作在安全结温之内,判断是否需要安装散热器,如需安装则计算相应的散热器热阻,初选一散热器;重新计算功率器件结温,判断功率器件结温是否在安全结温范围之内,从而判断所选散热器是否满足要求;对于符合要求的散热器,应根据实际工程需要进行优化设计。技术的不断发展,也推动了功率器件的不断更新,这也需要我们年轻的科研人员更加努力,学好专业知识,这样才能赶得上社会的发展。

    时间:2019-08-28 关键词: 功率器件 电源技术解析 散热器 内热阻

  • 功率器件计算实例

    功率器件计算实例

    在科学技术飞速发展的今天,离不开我们科研人员的辛勤付出,制造出如此多的电子产品,然而大家只关注这些产品的使用,只有研究人员会关注内部结构,这其中就要数功率器件了。一功率运算放大器PA02作低频功放,器件为8引脚TO-3金属外壳封装。器件工作条件如下:工作电压Vs为18V,负载阻抗RL为4剑?绷魈跫?鹿ぷ髌德士纱?kHz,环境温度设为40℃,采用自然冷却。 某功率器件 查PA02器件资料可知:静态电流Iq典型值为27mA,最大值为40mA;器件的Rjc(从管芯到外壳)典型值为2.4℃/W,最大值为2.6℃/W。 器件的功耗为Pd: Pd=Pdq+Pdout 式中Pdq为器件内部电路的功耗,Pdout为输出功率的功耗。Pdq=Iq(Vs+|-Vs|),Pdout=Vs2/(4 RL),代入上式 Pd=Iq(Vs+|-Vs|)+Vs2/(4 RL) =0.037×(18+18)+182/(4×4) =21.6 W 式中,静态电流取37mA。 散热器热阻Rsa计算:Rsa ≤(Tj-Ta)/Pd-(Rjc+Rcs) 为留有余量,Tj设为125℃,Ta设为40℃,Rjc取最大值(Rjc=2.6℃/W),Rcs取0.2℃/W(PA02直接安装在散热器上,中间有导热油脂)。将上述数据代入公式得: Rsa≤(125-40)/21.6-(2.6+0.2)≤1.135℃/W HSO4在自然对流时热阻为0.95℃/W,可满足散热要求。在全球化的今天,就更需要我们的年轻的建设者们更加努力,不断创新,推动功率器件的不断向前,这样才能让我们生活中的产品更加让我们方便。

    时间:2019-08-28 关键词: 电压 功率器件 电源技术解析 阻抗

  • 功率器件散热计算

    功率器件散热计算

    在科学技术飞速发展的今天,离不开我们科研人员的辛勤付出,制造出如此多的电子产品,然而大家只关注这些产品的使用,只有研究人员会关注内部结构,这其中就要数功率器件了。最常用的散热方法是将功率器件安装在散热器上,利用散热器将热量散到周围空间,必要时再加上散热风扇,以一定的风速加强散热。在某些大型设备的功率器件上还采用流动冷水冷却板,它有更好的散热效果。散热计算就是在一定的工作条件下,通过计算来确定合适的散热措施及散热器。 某功率器件 热量在传递过程中有一定热阻。由器件管芯传到器件底部的热阻为Rjc,器件底部与散热器之间的热阻为Rcs,散热器将热量散到周围空间的热阻为Rsa,总的热阻Rja=Rjc+Rcs+Rsa。若器件的最大功率损耗为Pd,并已知器件允许的结温为Tj、环境温度为Ta,可以按下式求出允许的总热阻Rja。 Rja ≤(Tj-Ta)/Pd 则计算最大允许的散热器到环境温度的热阻Rsa为: Rsa ≤(Tj-Ta)/Pd-(Rjc+Rcs) 为设计考虑,一般设Tj为125℃。在较坏的环境温度情况下,一般设Ta=40℃~60℃。Rjc的大小与管芯的尺寸和封装结构有关,一般可以从器件的数据资料中找到。Rcs的大小与安装技术及器件的封装有关。如果器件采用导热油脂或导热垫后,再与散热器安装,其Rcs典型值为0.1℃/W~0.2℃/W;若器件底面不绝缘,需要另外加云母片绝缘,则其Rcs可达1℃/W。Pd为实际的最大损耗功率,可根据不同器件的工作条件计算而得。这样,Rsa可以计算出来,根据计算的Rsa值可选合适的散热器了。 技术的不断发展,也推动了功率器件的不断更新,这也需要我们年轻的科研人员更加努力,学好专业知识,这样才能赶得上社会的发展。

    时间:2019-08-28 关键词: 电阻 功率器件 电源技术解析 散热

  • 功率器件热性能的主要参数

    功率器件热性能的主要参数

    在日常生活中,电子产品处处可见,大家都知道如何使用,但是都不会去了解电子产品里面有什么,其实里面很重要的是功率器件。功率器件受到的热应力可来自器件内部,也可来自器件外部。若器件的散热能力有限,则功率的耗散就会造成器件内部芯片有源区温度上升及结温升高,使得器件可靠性降低,无法安全工作。表征功率器件热能力的参数主要有结温和热阻。 某功率器件 器件的有源区可以是结型器件(如晶体管)的PN结区、场效应器件的沟道区,也可以是集成电路的扩散电阻或薄膜电阻等。当结温Tj高于周围环境温度Ta时,热量通过温差形成扩散热流,由芯片通过管壳向外散发,散发出的热量随着温差(Tj-Ta)的增大而增大。为了保证器件能够长期正常工作,必须规定一个最高允许结温 Tj max。Tj max的大小是根据器件的芯片材料、封装材料和可靠性要求确定的。 功率器件的散热能力通常用热阻表征,记为Rt,热阻越大,则散热能力越差。热阻又分为内热阻和外热阻:内热阻是器件自身固有的热阻,与管芯、外壳材料的导热率、厚度和截面积以及加工工艺等有关;外热阻则与管壳封装的形式有关。一般来说,管壳面积越大,则外热阻越小。金属管壳的外热阻明显低于塑封管壳的外热阻。 当功率器件的功率耗散达到一定程度时,器件的结温升高,系统的可靠性降低,为了提高可靠性,应进行功率器件的热设计。以上就是功率器件的一些相关知识,功率器件不断发展,这就需要我们的科研人员的不断努力,推动技术不断发展,让我们的电子产品更加高效。

    时间:2019-08-28 关键词: 电流 功率器件 电源技术解析 热性能

  • 新产品系列-50A碳化硅功率器件

    新产品系列-50A碳化硅功率器件

    在日常生活中,电子产品处处可见,大家都知道如何使用,但是都不会去了解电子产品里面有什么,其实里面很重要的是功率器件。2012年5月9日,中国上海讯-碳化硅功率器件的市场领先者科锐公司(Nasdaq:CREE)将重新界定大功率应用的性能和能效,推出全新产品系列-50A碳化硅功率器件。该产品系列不仅包括业界首款1700VZ-FET™碳化硅MOSFET器件,还包括1200VZ-FET™碳化硅MOSFET器件和三款Z-Rec®碳化硅肖特基二极管,能够提供创纪录的能效以及比传统技术更低的拥有成本,开创了新一代电源系统。 某功率器件 科锐50A碳化硅功率器件采用裸芯片形式,针对太阳能功率逆变器、不间断电源设备以及电机驱动器等大功率模组应用进行设计。该类器件以更小的尺寸、更低的物料成本以及更高的效率使得电力电子工程师能够为系统拥有成本设定新的标准。 科锐副总裁兼功率与射频总经理CengizBalkas表示:"正是科锐通过不断的创新,以及科锐在碳化硅领域独创的材料技术、晶圆片工艺和器件设计,才使得这样技术突破得以实现。大尺寸的芯片能够实现更多的优势,使得碳化硅MOSFET器件能够使用在更高的功率应用中应用,从而能够取代在大功率、高电压应用领域中的低效传统硅IGBT器件。" 该系列高额定碳化硅器件的推出保持了科锐在碳化硅技术屡创第一的传统,如业界第一款1200V碳化硅MOSFET器件以及第一个量产1200V和1700V碳化硅肖特基二极管。 科锐全新产品系列50A碳化硅器件包括40mΩ1700VMOSFET器件、25mΩ1200VMOSFET器件以及50A/1700V、50A/1200V和50A/650V肖特基二极管。 科锐成立于1987年,是美国上市公司(1993年,纳斯达克:CREE),为全球LED外延、芯片、封装、LED照明解决方案、化合物半导体材料、功率器件和射频于一体的著名制造商和行业领先者。科锐LED照明产品的优势体现在氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)等方面独一无二的材料技术与先进的白光技术,拥有1,300多项美国专利、2,900多项国际专利和389项中国专利(以上包括已授权和在审专利),使得科锐LED产品始终处于世界领先水平。科锐照明级大功率LED,具有光效高、色点稳、寿命长等优点。科锐在向客户提供高质量、高可靠发光器件产品的同时也向客户提供成套的LED照明解决方案。科锐碳化硅金属氧化物半导体场效应管开关器件(MOSFETSwitch)的导通电阻小、温度系数稳、漏电流低、开关时间短,以及科锐碳化硅肖特基功率二极管(SchottkyPowerDiode)零反向恢复电流等特性,使得科锐碳化硅功率器件特别适用于高频、高效、高功率密度、高可靠性需求的电力电子系统。 以上就是功率器件的一些相关知识,功率器件不断发展,这就需要我们的科研人员的不断努力,推动技术不断发展,让我们的电子产品更加高效。

    时间:2019-08-28 关键词: 芯片 功率器件 电源技术解析 碳化硅

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